结构生物化学/表观基因组阅读器

引言

如主页所述，表观基因组由告诉你的基因组该做什么的化学物质组成。你的基因组基本上在你的所有细胞中都是一样的，所以让你的细胞在行为方式上有所不同的东西是表观基因组，它控制着它们。^[1] 表观基因组学的一个例子是观察一对同卵双胞胎。他们的基因组是相同的，但由于在成长过程中接触不同的环境因素，他们会经历不同的表观遗传变化，这可能会使其中一个双胞胎更容易患上另一个双胞胎不太可能患上的某些疾病。^[2] 这就是为什么许多人认为研究表观基因组很重要，并且有许多项目得到了资助来编目人类表观基因组，希望我们能够理解和学习哪些基因被打开和关闭，以及这如何影响我们。^[3] 现在有许多方法被用来读取表观基因组。PHD 指纹是其中一种方法。

PHD 锌指

在 Roberto Sanchez 和 Ming-Ming Zhou 撰写的文章“PHD 指纹：一种通用的表观基因组阅读器”中，他们讨论了他们研究的植物同源结构域 (PHD) 锌指被发现能够读取复杂的组蛋白序列。基因转录的激活和沉默受组蛋白 H2a、H2B、H3 和 H4 的修饰控制。组蛋白是将 DNA 包装和组织成核小体的蛋白质。组蛋白可以通过向氨基酸赖氨酸添加一个甲基，或者向氨基酸赖氨酸或精氨酸添加一个乙酰基来修饰。PHD 指纹已经进化到识别组蛋白中这些氨基酸何时被甲基化或乙酰化。组蛋白 H3 尾部上主要的甲基化位点是 K4 和 R2。^[4]

在前面提到的组蛋白的四种修饰中，PHD 指纹（一个由锌原子稳定其结构的小蛋白质结构域）可以读取组蛋白 H3。PHD 通过与组蛋白的第一个六个 N 末端残基结合来做到这一点。配体是与中心金属结合的分子。这很重要，因为溴域 PHD 指纹转录因子 (BPTF) 是一个与配体结合的 PHD 指纹，并且它能够在 K4 被甲基化并且 R2 没有被甲基化时与 H3 结合。大多数这些 PHD 指纹都有一个芳香笼，有助于结合。然而，那些没有芳香笼的 PHD 指纹能够在 K4 未被甲基化时与 K4 结合。有许多不同类型的 PHD 指纹将根据甲基化和/或乙酰化的氨基酸进行结合。当它们结合时，构象会略微发生变化，从而使人们能够区分它们。^[4]

还需要进一步研究才能完全了解 PHD 指纹是如何工作的。^[4]